Технология первичного семеноводства крупноплодного заразихоустойчивого сорта подсолнечника Казак

Введение. Крупноплодный подсолнечник кондитерского направления как продукт, предназначенный для удовлетворения специфических потребностей в питании человека, животных и птиц, используется уже давно [ 1 ] . Ядра подсолнечника являются источником железа, цинка, калия, витаминов В 1 (тиамин), Е (токоферол), а также диетической клетчатки [ 2 ] . Все это определяет ценность крупноплодного подсолнечника при использовании его в пищу в сыром и жареном виде.

Многообразие направлений применения кондитерского подсолнечника способствовало широкому распространению его в большинстве стран мира. Так, например, в США уделяется значительное внимание выведению гибридов кондитерского направления с низким содержанием кадмия в ядрах семянок для использования в медицинской промышленности [ 3 ] .

Характерным признаком крупноплодных сортов отечественной селекции является сочетание крупности семянок с повышенной по сравнению с иностранными сортообразцами масличностью (45– 48 против 20–30 % у зарубежных) и уменьшенным содержанием лузги (25–28 против 35–40 %). Это позволяет расширить диапазон их возможного хозяйственного использования как в качестве кондитерского, так и высокомасличного сырья [ 4; 5 ] .

В Российской Федерации площадь посева крупноплодного подсолнечника ежегодно составляет более 400 тыс. га, в том числе в Краснодарском крае более 90 тыс. га.

Подсолнечник сегодня – одна из наиболее экономически выгодных культур в России. Вместе с тем средняя урожайность его в нашей стране (2022 г.) составила 1,78 т/га [ 6 ] при потенциале современных сортов и гибридов 4,0– 4,5 т/га. Одним из основных факторов снижения урожайности подсолнечника является заразиха.

Заразиха ( Orobanche сumana Wallr.) – облигатный паразит, широко распространена в большинстве стран мира, возделывающих эту культуру, один из главных ограничивающих факторов в получении высоких урожаев.

Сложность борьбы с заразихой заключается в том, что в ходе сопряжённой эволюции растения-хозяина и паразита возникают и распространяются новые, более вирулентные расы, способные поразить ранее устойчивые сорта. Это обстоятельство диктует необходимость постоянно и систематически вести селекционную и семеноводческую работу, направленную на сохранение контроля над заразихой.

В 2023 г. на государственное испытание передан новый сорт подсолнечника кондитерского типа Казак, устойчивый к заразихе расы G, выведенный ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК. Новый сорт требует повышенного внимания при работе в звеньях первичного и промышленного семеноводства для гарантированного сохранения высокой массы 1000 семян, продуктивности и заразихоустойчивости.

Система семеноводства сортов подсолнечника детально описана в работах академика В.С. Пустовойта [ 7; 8; 9; 10 ] .

В задачу наших исследований входило изучение особенностей отбора и оценки при проведении работ в звеньях первичного семеноводства нового сорта подсолнечника Казак. Особенностью первичного семеноводства крупноплодных сортов подсолнечника кондитерской группы является получение требуемого выхода кондиционных семян, показателей массы 1000 семян, масличности, лузжистости и др. Важный элемент первичного семеноводства заразихоустойчивых сортов подсолнечника – использование инфицированного заразихой расы G фона для отбора устойчивых биотипов.

Материалы и методы. Экспериментальная часть работы проводилась на центральной базе ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК в 2021–2023 гг. Отбор семеноводческой элиты выполняли на пространственно изолированном участке, инфицированном семенами заразихи расы G (инфицированный фон ВНИИМК), посеянным вручную квадратно-гнездовым способом 70 х 70 см с оставлением в гнезде после прорывки по одному растению.

В течение вегетации подсолнечника осуществляли тщательные сортопрочист-ки с удалением, в первую очередь, поражённых заразихой растений до цветения и в период цветения, а также больных и нетипичных (по высоте, фенотипу, срокам цветения и т.д.) биотипов. Поскольку подсолнечник является перекрёстноопы-ляющейся энтомофильной культурой, важно заблаговременно, до начала цветения, проводить тщательные сортопро-чистки с целью выбраковки нежелательных биотипов [ 11; 12; 13 ] . В фазе физиологической спелости осуществляли предварительный отбор устойчивых биотипов с этикетированием отобранных растений. Окончательную браковку среди растений будущей семеноводческой элиты проводили во время уборки. Корзинки отобранных растений обмолачивали, семена убирали в отдельный пакет с присвоением ему индивидуального элитного номера.

В лабораторных условиях определяли массу 1000 семян – по ГОСТ 12042-80. Масличность семянок устанавливали методом ядерного магнитного резонанса на ЯМР-анализаторе АМВ-1006 по ГОСТ Р8.597-2010. Для определения изменчивости признаков массы 1000 семян, мас-личности и массы семян с корзинки рассчитывали коэффициент вариации (V) по этим показателям, т. е. стандартное 12

отклонение, выраженное в процентах к средней арифметической данной совокупности [ 11 ] .

По результатам лабораторных анализов выбраковывали нежелательные семьи. Процент выбраковки из исходной популяции в среднем составлял 55–65 %. Лучшие по комплексу признаков семьи в дальнейшем будут изучаться в питомнике оценки потомств на однорядковых делянках по схеме номер-контроль-номер (N-K-N).

Результаты и обсуждение. На начальном этапе первичного семеноводства сорта Казак при визуальной оценке элитных растений особое внимание уделяли отбору устойчивых к заразихе расы G, а также типичных по фенотипу биотипов, так как различия между типичными и отклоняющимися формами не всегда бывают достаточно чёткими. Несмотря на разреженное стояние растений (70 х 70 см) в питомнике отбора, уменьшающее конкуренцию между растениями, а также проведение ряда сортопрочисток, изменчивость сорта по большинству признаков продолжает сохраняться на достаточно высоком уровне.

Необходимо отметить, что существенное влияние на проявление хозяйственно полезных признаков оказывают погодные условия в период вегетации.

Представленные в таблице 1 данные показывают, что погодные условия в годы проведения исследований отличались как недостатком влаги (2022 г.), так и повышенным количеством осадков (2021, 2023 гг.), превышающим среднюю многолетнюю норму на 110 и 42 мм соответственно. Среднесуточная температура воздуха за годы исследований превышала климатическую норму в течение всего периода вегетации. Максимальное превышение среднесуточной температуры воздуха над среднемноголетним значением отмечено в августе во все годы исследований (+4,0; +4,3; +2,8 °С).

Таблица 1

Погодные условия в годы проведения исследований

Месяц	Средняя многолетняя, мм		Год			Средняя многолетняя, о С		Год
			2021	2022	2023			2021		2022	2023
	Коли (± к с	чество осадков, мм редней многолетней)				Средняя температура воздуха, °С (± к средней многолетней)
Апрель	48	+ 33		- 20	+ 44	10,9	+ 1,2		+ 1,4		+ 0,7
Май	57	- 9		- 20	+ 76	16,8	+ 2,4		- 2,2		- 1,2
Июнь	67	+ 60		- 15	- 12	20,4	+ 3,0		+ 1,7		+ 0,5
Июль	60	- 37		+ 30	- 5	23,2	+ 3,9		+ 0,2		+ 0,4
Август	48	+ 40		- 27	- 33	22,7	+ 4,0		+ 4,3		+ 2,8
Сентябрь	38	+ 23		- 37	-28	17,4	+ 0,6		+ 3,0		+ 2,9
Всего за период вегетации	Σ 318	+ 110		- 89	+ 42	Σ 111,4	+15,1		+8,4		+ 6,1

При отборе семеноводческой элиты первоначально проводили анализ индивидуальных растений по признаку массы семян с корзинки. Полученные данные показывают, что исходная популяция отобранных растений отличалась значительной изменчивостью по данному показателю (табл. 2).

Таблица 2

Изменчивость признака массы семян с корзинки у индивидуальных растений подсолнечника при отборе семеноводческой элиты сорта Казак

ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК, 2021–2023 гг.

Показатель	Значение признака			Размах изменчивости, г
	среднее	максимальное	минимальное
Исходная популяция
Масса семян, г/корзинку	198	282	124	158
Колебания по годам, г	165–223	254–345	79–136	175–209
Коэффициент варьирования, %	3,4	9,9	15,9	-
После выбраковки
Масса семян, г/корзинку	209	224	126	98,0
Колебания по годам, г	179–231	253–332	79–139	174–193
Коэффициент варьирования, %	3,7	9,4	21,3	-

Размах изменчивости признака масса семян с корзинки за период 2021–2023 гг. составил 158 г с колебаниями в пределах от 124 до 282 г, при среднем его значении в исходной популяции 198 г.

Коэффициент варьирования по годам, достигающий 15,9 %, свидетельствует о существенном влиянии погодных условий на изменчивость данного признака.

После проведения отборов перспективных биотипов по максимальной выраженности признака для последующего изучения в питомнике оценки потомств была сформирована популяция крупноплодных фенотипов подсолнечника, изменчивость которой по признаку массы семян с корзинки заметно уменьшилась, величина коэффициента варьирования при этом составила 9,4–21,3 %. Среднее значение признака, его колебания по годам и коэффициент варьирования практически не изменились – 3,4–3,7 %. В целом по популяции коэффициент варьирования составил 18,7 %, после выбраковки – 9,8 %.

Анализ полученных данных свидетельствует о том, что оценка по признаку массы семян с корзинки является не основным критерием отбора при оценке индивидуальных растений семеноводческой элиты.

При изучении состава популяции по признаку масличности семянок наблюдалось почти полное совпадение характеристик совокупности индивидуальных растений как до, так и после проведения выбраковок нежелательных биотипов по этому показателю (табл. 3).

Таблица 3

Изменчивость признака масличности семянок у индивидуальных растений подсолнечника при отборе семеноводческой элиты сорта Казак

ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК, 2021–2023 гг.

Показатель	Значение признака			Размах изменчивости, %
	среднее	максимальное	минимальное
Исходная популяция
Масличность, %	40,1	45,7	34,7	11,0
Колебания по годам, %	38,7–44,6	47,8–50,0	33,6–34,3	14,2–15,7
Коэффициент варьирования, %	2,6	2,8	2,9	-
После выб		раковки
Масличность, %	42,1	46,0	39,4	6,6
Колебания по годам, %	37,6–43,2	43,8–48,6	34,0–37,1	9,8–11,5
Коэффициент варьирования, %	2,3	2,6	2,1	-

В то же время очевидно, что из исходной популяции удалены биотипы как с крайне высокой, так и с низкой маслич-ностью семян. Доказательством незначительной пропорции выбракованных биотипов является практически неизменное состояние коэффициента варьирования в обеих анализируемых популяциях (8,7 и 8,9 %).

Важно отметить, что для крупноплодных сортов подсолнечника при отборе индивидуальных растений семеноводческой элиты признак масличности семянок подвергается незначительной корректировке, что не оказывает существенного влияния на структуру исходной популяции.

Значительное влияние на степень проявления признака масличности, а также отбора желательных биотипов по этому показателю в звеньях первичного семеноводства оказывают условия года. Так, наличие биотипов с высокой маслично-стью семянок (50 %) отмечено только в условиях 2021 г., а максимальная выраженность этого признака – на уровне от 37,1 до 48,6 % – в 2023 г.

Для крупноплодных сортов кондитерского направления масличность семянок не является определяющим признаком в системе первичного семеноводства. Однако этот показатель необходимо поддерживать, в том числе и для сорта Казак, на уровне 44–46 % в зависимости от условий года.

Для кондитерских сортов одним из основных признаков отбора и оценки биотипов в процессе первичного семеноводства является показатель массы 1000 семян. Главным направлением эффективности работы по первичному семеноводству кондитерского подсолнечника является достоверный отбор генотипов с максимальным уровнем выраженности этого селекционного признака. После проведения браковок нежелательных биотипов среднее значение признака увеличилось от 148 до 160 г, главным образом за счет удаления мелкосемянных форм с массой 1000 штук менее 114 г (табл. 4).

Таблица 4

Изменчивость признака массы 1000 семян у индивидуальных растений подсолнечника при отборе семеноводческой элиты сорта Казак

ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК, 2021–2023 гг.

Показатель	Значение признака			Размах изменчиво-сти, г
	среднее	максимальное	минимальное
Исходная популяция
Масса 1000 семян, г	148	213	118	95
Колебания по годам г	136–184	190–240	96–124	94–116
Коэффициент варьирования, %	6,5	4,6	6,5	-
После выб		раковки
Масса 1000 семян, г	160	204	140	64
Колебания по годам, г	153–196	180–240	114–153	66–87
Коэффициент варьирования, %	1,6	4,3	0,6	-

В результате минимальное значение признака в популяции повысилось от 118 до 140 г, при этом значительно уменьшилось его варьирование по годам.

В итоге проведённых индивидуальных отборов была сформирована улучшенная по исследуемым признакам популяция семеноводческой элиты сорта Казак для дальнейшего изучения в питомниках оценки потомств (табл. 5).

Таблица 5

Характеристика заразихоустойчивого крупноплодного сорта подсолнечника Казак

ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК, КСИ*, 2022–2023 гг.

Сорт	Веге- таци-онный период, сутки	Высота растения, см	Нату ра, г/л	Масса 1000 семян, г	Мас-личность, %	Урожай-ность, т/га
Казак	96	193	360	100	46,9	3,20
СПК плюс – стандарт	98	202	354	106	46,7	3,24

НСР 05                                              0,18

∗ при густоте стояния 40 тыс. шт/га

Сорт подсолнечника кондитерского типа Казак (элитный номер 880) был получен в рамках селекционногенетической программы создания форм крупноплодного подсолнечника, устойчивого к заразихе расы G. Новый сорт обладает высокой урожайностью, толе-рантен к фомопсису, выровнен по высоте растений, цветению и созреванию, спосо- бен наиболее полно использовать ресурсы среды в большинстве хозяйств СевероКавказского, Центрально-Черноземного, Средневолжского, Нижневолжского регионов.

Заключение. В процессе первичного семеноводства крупноплодный заразихоустойчивый сорт подсолнечника Казак заметно улучшен по крупности семян в сравнении с исходной популяцией (на 8,1 %), с сохранением на высоком уровне комплекса других важных хозяйственно полезных признаков. Несмотря на изменчивость основных признаков, а именно, варьирование по массе семян с корзинки (3,4–3,7 %), масличности (2,3–2,6 %) и массе 1000 семян (2,3–2,6 %), структура популяции сорта Казак остаётся стабильной благодаря эффективной системе первичного семеноводства сортов подсолнечника, разработанной академиком В.С. Пустовойтом.